3.3.5 Penentuan Dimensi Groundplane
Dalam penentuan dimensi umum groundplane pada desain antena mikrostrip patch rectangular dilakukan dengan pendekatan dimensi minimum
groundplane menggunakan Persamaan 2-17, sehingga dapat diperoleh : Ag = 6t + a
Ag = 6 1 + 61,5 Ag = 67,5 mm
≈ 70 mm Berdasarkan prosedur perancangan patch rectangular untuk frekuensi
kerja 2,45 GHz dan tinggi dielektrik udara 14 mm maka diperoleh data – data berikut seperti pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Dimensi Pada Tiap Elemen Antena Hasil Perhitungan
Dimensi Antena Hasil yang diperoleh
Ukuran patch antena W x L 61,5 x 43,5 mm
Permitivitas relatif bahan udara ε
r
1 Ketebalan substrat h
14 mm Tinggi antara L- strip ke Groundplane h2
1 mm Tinggi antara L- strip ke Patch h3
2 mm Jarak Pangkal L-strip ke pangkal patch D
6 mm Panjang L – strip A1 x A2 x A3
46 x 9 x 11 mm Minimum Dimensi Groundplane Antena
67,5 mm ≈ 70 mm
3.4 Simulasi
Setelah semua langkah perancangan diatas dilakukan, kemudian nilai – nilai tersebut dapat dimasukkan pada simulasi perancangan dengan menggunakan
simulator ansoft HFSS v.9 sehingga dapat diperoleh model antena mikrostrip patch rectangular seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.4.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4 Hasil pemodel antena mikrostrip patch rectangular Setelah model antena mikrostrip patch segi empat elemen tunggal ini
disimulasikan, maka diperoleh parameter yang diinginkan pada Tugas Akhir ini antara lain besar nilai VSWR dan gain.
3.4.1 Parameter Antena
Setelah model antena mikrostrip patch rectangular didapat, maka parameter hasil simulasi adalah sebagai berikut:
1. VSWR Voltage Standing Wave Rasio Pada Gambar 3.5 memperlihatkan hasil simulasi VSWR pada frekuensi
2,45 GHz sama dengan 2,07.
Gambar 3.5 Hasil Simulasi VSWR dari Nilai Perhitungan Tiap Elemen Antena VSWR =
Frek = 2,45
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil simulasi antena patch rectangular, dapat diperoleh nilai VSWR yang ditunjukkan pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4 Hasil Simulasi Untuk Nilai VSWR Frekuensi GHz
Nilai VSWR 2,4
2,00 2,45
2,07 2,5
2,08
Dari hasil simulasi seperti pada Tabel 3.4, frekuensi kerja 2,45 GHz berada pada nilai VSWR = 2,07, hasil VSWR yang didapatkan tidak sesuai dengan yang
diinginkan, karena itu diperlukan proses iterasi pada antena mikrostrip ini sehingga hasil VSWR yang inginkan terpenuhi.
Namun secara teori VSWR dapat diperoleh dengan menggunakan Persamaan 2-19, sebelumnya terlebih dahulu harus diperoleh besar impedansi
beban dari antena mikrostrip ini. Untuk mencari impedansi beban dapat dicari menggunakan Persamaan 2-11 sampai 2-16.
Universitas Sumatera Utara
Dari nilai diatas diperolehlah besar admintansi lebar patch yaitu
Selanjutnya dengan nilai admintansi lebar patch di atas, maka dapat diperoleh besarnya admintansi beban
. Untuk mencari besarnya admintansi beban digunakan Persamaan 2-12. Adapun hasil sebagai berikut:
Dari nilai admintansi beban Y
in
diatas diperolehlah besar impedansi beban .
Untuk mencari besar impedansi beban digunakan Persamaan 2-11. Sehingga
didapatlah hasil sebagai berikut:
Dan dari nilai impedansi beban diatas maka dicari besar koefisien refleksi dengan menggunakan Persamaan 2-18. Adapun hasilnya sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Selanjutnya dari nilai koefisien refleksi diatas maka dicari besar VSWR didapat secara teori. Untuk menghitungan nilai VSWR dapat dicari menggunakan
Persamaan 2-19. Dan hasil sebagai berikut:
Dari nilai diatas diketahui nilai VSWR secara teori didapat adalah 3,34.
2. Gain = 7,91 dBi Pada Gambar 3.6 memperlihatkan gain pada simulasi perancangan antena
yang dihasilkan oleh software simulator yaitu 7,91 dBi.
Gambar 3.6 Hasil Simulasi Untuk Parameter Gain.
Dari Gambar 3.6 diperoleh gain yang dihasilkan setelah dijalankan simulasi antena mikrostrip patch rectangular ini sebesar 7,91 dBi, dengan gain
Universitas Sumatera Utara
sebesar itu maka rancangan antena mikrostrip patch rectangular ini dapat dikatakan optimal karena gain yang dihasilkan tersebut telah sesuai dengan yang
diharapakan yaitu diatas 6 dBi. Adapun besar gain yang diperoleh dari antena mikrostrip patch
rectangular secara perhitungan dengan menggunakan Persamaan 2-26 namun terlebih dahulu harus dihitung pengarahan directivity dari antena ini. Untuk
mencari directivity dari antena mikrostrip patch rectangular dapat digunakan Persamaan 2-26 dan 2-27.
Dari nilai I maka didapat dihitung besarnya nilai directivity single slot dari antena mikrostrip ini. Adapun besar nilai directivity dapat dihitung dengan
menggunakan Persamaan 2-26.
Selanjutnya dengan didapatnya nilai directivity didapatlah besar gain secara teori. Untuk mencari besar gain dapat dihitung menggunakan Persamaan
2-33.
3.5 Iterasi Ukuran Dimensi Antena
Kategori